Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．
（1）通過查看說明書得知轎車車身質(zhì)量為1725kg．當(dāng)車上載有195kg的人和物品時，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，試求轎車對地面的壓強(qiáng)（g取10N/kg）．
（2）在設(shè)計汽車發(fā)動機(jī)時，既要考慮能量的利用效率，也是考慮發(fā)動機(jī)的冷卻問題．為了防止發(fā)動機(jī)過熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動機(jī)的溫度．在發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中共有5kg的水，在冷卻過程中水溫升高50℃，所吸收的熱量是多少？
（3）柴油在某汽車發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒時，如果每分鐘釋放1.2×10⁷J的能量，發(fā)動機(jī)輸出的功率是8.5×10⁴W，則此汽車發(fā)動機(jī)的效率是多少？
（4）為了提高該汽車發(fā)動機(jī)的效率，請寫出一種合理的設(shè)想．

Answer 1

分析：（1）汽車對水平地面的壓力等于它的重力，由壓強(qiáng)公式可以求出汽車對地面的壓強(qiáng)．
（2）已知水的質(zhì)量與升高的溫度，由熱量公式可以求出水吸收的熱量．
（3）由功率的變形公式求出發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能，然后由效率公式求出發(fā)動機(jī)的效率．
（4）從燃料完全燃燒、減小能量損失方面分析答題．

解答：解：（1）汽車對水平地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

(1725kg+195kg)×10N/kg

4×10-2m2

=4.8×10⁵Pa；
（2）水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J；
（3）∵P=

W

t

，
∴汽車發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能：
W=Pt=8.5×10⁴W×60s=5.1×10⁶J，
發(fā)動機(jī)的效率η=

W

Q

×100%=

5.1×106J

1.2×107J

×100%=42.5%；
（4）使柴油完全燃燒可以提高該汽車發(fā)動機(jī)的效率．
答：（1）轎車對地面的壓強(qiáng)為4.8×10⁵Pa；
（2）水吸收的熱量為1.05×10⁶J；
（3）發(fā)動機(jī)的效率的為42.5%；
（4）使燃料完全燃燒可以提高發(fā)動機(jī)的效率．

點評：本題考查了轎車對地面的壓強(qiáng)、水吸收的熱量、發(fā)動機(jī)的效率、提高發(fā)動機(jī)效率的方法等問題，難度不大，應(yīng)用壓強(qiáng)公式、熱量公式、效率公式即可正確解題．